Pengecorantelah menjadi metode penting untuk memproduksi coran kasar dalam manufaktur mekanis dan memegang posisi penting dalam produksi industri. Dengan berkembangnya masyarakat, persaingan dalam industri pengecoran semakin ketat. Cara untuk mendapatkan pijakan di pasar dalam persaingan yang begitu ketat telah memberikan tuntutan yang tinggi pada industri pengecoran itu sendiri, termasuk pembaruan peralatan, kemajuan teknologi, dan peningkatan dalam proses baru. Dalam produksi pengecoran, kerutan merupakan karakteristik cacat permukaan pada bagian besi cor cetakan padat, dan merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kualitas pengecoran dan menghambat produksi besi tuang.
Cacat Kerutan dan Mekanisme Pembentukannya
Secara umum, cacat kerutan umumnya ditemukan pada bagian atas cetakan, di sudut mati, atau pada permukaan vertikal cetakan-berdinding tipis dengan ketebalan dinding kurang dari 15 mm. Berdasarkan tampilannya, ada empat tipe utama cacat kerutan: bercabang,-potongan dingin,-seperti tetesan, dan terak-termasuk. Di antaranya, kerutan bercabang lebih dangkal, sedangkan kerutan-yang disebabkan oleh potongan dingin,-seperti tetesan, dan terak-termasuk lebih dalam. Permukaan cacat tersebut sering kali ditutupi dengan serpihan karbon ringan dan mengkilat, dan ceruk cacat diisi dengan karbon jelaga. Adanya cacat tersebut dan residu polistiren padat sangat mempengaruhi kualitas permukaan bagian besi cor. Dalam pengecoran cetakan padat, jika plastik busa gagal menguap sepenuhnya, produk penguraiannya dapat mengentalkan membran struktur busa yang awalnya tipis seperti sarang lebah, mengganggu struktur busa dan membentuk kerak yang tebal dan keras. Selama pemadatan besi cair, tegangan permukaan sisa polistiren cair berbeda dengan tegangan permukaan besi cair, sehingga menyebabkan kontraksi. Setelah cairan logam mendingin dan mengeras, terbentuk kerutan bergelombang yang terputus-putus. Cacat kulit yang berkerut akibat dingin-terpisah dan seperti tetesan-terutama terjadi pada titik konvergensi dua atau lebih aliran besi cair yang kurang dingin atau pada permukaan atas tempat sisa cairan atau residu polistiren padat yang tidak menguap. Setelah cetakan mendingin dan mengeras, residu karbon ini terperangkap di permukaan cetakan, membentuk inklusi tidak beraturan dalam bentuk cacat kulit yang keriput.
Faktor-faktor yang mempengaruhi cacat kulit keriput
Pengaruh bahan pola: Ketika logam cair mengalir di atas pola yang dipanaskan, gasifikasi dan dekomposisi plastik busa tidak sempurna, meninggalkan beberapa bahan dalam keadaan cair. Bahkan pada suhu yang cukup tinggi, waktu yang diperlukan untuk gasifikasi lengkap bahan pola selalu melebihi waktu pengisian logam. Bahan berpola cairan sisa ini dapat terakumulasi pada permukaan logam cair atau menempel pada dinding cetakan, berpotensi membentuk berbagai cacat pengecoran dalam kondisi proses yang tidak menguntungkan. Oleh karena itu, bahan cetakan merupakan faktor utama yang menyebabkan atau mempengaruhi cacat kerutan pada besi tuang. Semakin sedikit produk penguraian plastik busa dalam bentuk cair (atau padat) pada suhu tinggi, semakin rendah kemungkinan terjadinya cacat.
Pengaruh Paduan: Pengalaman produksi menunjukkan bahwa baja tuang dan aluminium tuang memiliki kualitas permukaan yang lebih baik dan tidak ada cacat kerutan; besi cor yang dapat ditempa memiliki lebih sedikit cacat dibandingkan besi cor kelabu; besi tuang-kualitas tinggi memiliki lebih sedikit cacat dibandingkan besi-mutu rendah, hal ini mungkin disebabkan oleh kandungan karbon pada paduannya. Praktek juga menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan karbon dalam paduan, semakin parah cacatnya; sebaliknya, semakin rendah kandungan karbonnya, semakin sedikit pula cacatnya.
Pengaruh suhu dan kecepatan penuangan: Praktek menunjukkan bahwa cacat kerutan pada besi cor berkurang dengan meningkatnya suhu penuangan cairan logam, sedangkan cacat adhesi pasir menjadi lebih parah; sebaliknya, semakin rendah suhu penuangan, semakin parah cacat kerutannya. Baja tuang, besi tuang, aluminium tuang, dan paduan lainnya yang dituangkan pada suhu berbeda akan menghasilkan coran dengan kualitas permukaan yang sangat berbeda. Plastik busa mengalami serangkaian reaksi ketika terkena-logam cair bersuhu tinggi di dalam cetakan, yang paling signifikan adalah reaksi penguapan endotermik. Hal ini pasti akan mengurangi suhu dan fluiditas logam cair, sehingga mempengaruhi kemampuannya untuk mengisi cetakan. Ketika menuangkan paduan yang berbeda, diamati bahwa plastik busa mengalami transformasi yang berbeda antara logam cair dan cetakan. Jika suhu penuangan mendekati titik penguapan plastik busa, hanya asap putih yang dihasilkan selama penuangan, tanpa pembentukan produk dekomposisi hitam; ketika suhu naik ke suhu penuangan besi cor, zat berminyak merembes keluar dari sambungan kotak pasir dan menghasilkan asap hitam dalam jumlah besar; dan ketika suhu terus meningkat hingga mencapai suhu penuangan baja, plastik dapat mengalami transformasi lain yang membantu memperbaiki cacat.
Meningkatkan kecepatan penuangan juga memungkinkan plastik busa menyerap lebih banyak panas dari logam cair selama periode pengisian logam yang singkat, sehingga mengimbangi laju pendinginan yang cepat dari cetakan{0}}padatan, sekaligus mempercepat laju penguapan cetakan plastik busa.
Pengaruh sistem penuangan dan posisi penuangan: Sistem penuangan yang tidak dirancang dengan benar atau posisi penuangan yang tidak tepat dapat menyebabkan rongga penyusutan dan porositas. Pemilihan parameter dimensi saluran penuangan yang tidak tepat dalam sistem penuangan juga dapat menyebabkan cacat tersebut. Bila saluran penuangan internal terletak pada bagian paling tebal dari dinding pengecoran, maka dimensi saluran penuangan internal dipilih lebih tebal. Setelah pengecoran dituang, aliran cairan di saluran penuangan internal tetap dalam keadaan cair untuk waktu yang lama. Saat menggunakan proses besi tuang konvensional (seperti sistem penuangan gaya hujan-) untuk menuangkan bagian besi tuang padat, cacat seperti inklusi, kerak, lubang gas, dan kerutan sangat parah, dan kualitasnya selalu tidak memuaskan.
Pengaruh permeabilitas pasir cetakan: Penguapan plastik busa terutama terjadi di area yang berbatasan langsung dengan logam cair. Setelah lapisan gas dekomposisi bersuhu tinggi terbentuk di antara plastik busa dan logam cair, laju penguapan plastik busa terutama bergantung pada kecepatan gas dekomposisi bersuhu tinggi ini menembus pasir cetakan dan menghilang. Meningkatkan permeabilitas pasir cetakan membantu meningkatkan jarak fase gas, memungkinkan gas untuk menghilang melalui pasir cetakan di area yang lebih luas. Eksperimen juga menunjukkan bahwa peningkatan permeabilitas pasir cetakan merupakan faktor penting dalam memastikan kualitas coran.
Pengaruh bentuk pengecoran: Coran dengan bentuk dan ukuran yang berbeda mempunyai pengaruh yang berbeda-beda terhadap kualitas permukaan. Meskipun pengaruh ini mengikuti pola tertentu, tidak berarti bahwa bentuk yang lebih kompleks menghasilkan kualitas permukaan yang lebih buruk atau bentuk yang lebih sederhana menjamin kualitas yang lebih baik. Sebaliknya, semakin besar rasio luas permukaan terhadap volume, atau semakin besar luas permukaan atas, semakin besar kemungkinan permukaan atas mengalami cacat cekung yang luas. Untuk komponen besi cor, cacat kerutan sangat umum terjadi. Bahkan jika dibandingkan dengan cetakan silinder dengan volume yang sama, komponen pelat datar dengan bentuk sederhana sering kali menunjukkan kualitas permukaan yang lebih buruk (terutama pada permukaan atas) karena luas permukaannya lebih besar atau rasio luas permukaan-terhadap-volumenya lebih tinggi. Dalam kondisi manufaktur yang sama, kualitas permukaan komponen pelat datar umumnya lebih rendah dibandingkan dengan coran silinder.
